| 초록 |
□ 연구개요 정상뇌압수두증 환자에 대해 뇌 자기공명영상과 양전자 방출 단층 촬영 영상 등의 다중 뇌영상 기반 바이오마커를 개발하고 이를 기반으로 침습적이며 피험자에게 상당한 고통과 합병증을 유발할 가능성이 높은 요추천자검사의 반응 결과를 사전에 예측할 수 있는 방법을 제안하는 것으로써, 구체적인 목표는 1) 다중 뇌 영상 기반 바이오마커 발굴을 위한 영상처리 기술 개발, 2) 뇌 자기공명영상으로부터 대뇌피질 표면모델 및 특징 정보 추출, 3) 확산텐서 영상 및 양전자 방출 단층 촬영 영상의 대뇌 피질 표면 모델 매핑 및 분석 4) 예측 진단 성능 개선을 위해 다중 뇌 영상으로부터 추출한 특징 정보 선별, 5) 요추천자검사의 반응 결과를 사전에 예측할 수 있는 Classifier 구축, 6) 실제 임상데이터에 적용한 검증 결과를 얻는 것이다. □ 연구 목표대비 연구결과 ■ 특발정상압수두증 환자의 주요 영상 진단 대상인 측뇌실 (lateral ventricle)영역을 자동으로 추출하여 형태 분석을 통한 구조적인 특징 정보 추출. ■ 확산텐서영상(DTI)으로부터 뇌 백질의 구조적인 특징 정보 추출하여 요추천자검사의 반응 여부에 따른 그룹 간 차이를 주요 뇌 영역별로 분석. ■ <sup>18</sup>F-Florbetaben PET 영상을 이용하여 아밀로이드 침착 분포를 해마 영역의 크기 및 신경심리검사 지표와의 상관관계 분석을 통해 인지기능 장애 메커니즘 규명. ■ 대뇌피질 표면모델로부터 대뇌피질 두께와 면적, 복잡도 등을 추출하여 주요 영역을 정의한 후 요추천자검사의 반응 여부에 따른 그룹 간 차이를 비교 분석. ■ Mutual Information 기반의 비선형 Thin plate spline 다중영상 정합을 이용하여 DTI 및 PET 영상 정보를 대뇌피질 표면모델의 주요 영역에서 요추천자검사의 반응 여부에 따른 그룹 간 차이를 비교 분석. ■ 측뇌실 표면모델의 비등방성 확장 패턴을 분석하고 대뇌피질 두께와의 상관관계 분석을 통해 측뇌실이 확장됨에 따라 두께가 얇아지는 뇌의 주요 영역을 밝혀내어 특발정상 압수두증의 비정상적인 측뇌실 확장에 대한 임상적인 해석이 가능해짐. ■ 다변량 상관관계 분석을 통해 다중 뇌 영상의 주요 특징 정보들로부터 높은 상관 계수를 갖는 중복된 특징 정보를 제거하고 무감독 학습 방식에 의한 특징 정보를 선별하여 요추천자검사 반응 진단의 성능 개선 ■ OPLS –DA 기반의 Classifier의 ROC 커브를 이용한 통계적 검증을 통해 알츠하이머 환자군과 감별진단 성능 평가 결과 AUC 값이 0.973 (95% CI, 0.929 ~ 1.000)으로 높은 정확도를 보임. □ 연구개발결과의 중요성 ■ 대부분의 영상 기반 바이오마커 연구는 단일 영상을 이용하여 진단에 활용하는 내용이며 다중영상을 이용한 바이오마커 분석 연구의 경우도 개별 영상에서 얻어진 분석 결과를 병렬적으로 나열하는 방식이 대부분이기 때문에 다중 뇌 영상 기반 통합 바이오마커 모델의 분석을 통해 질병 진단에 유용한 정보를 제공하는 연구는 현재 진행되고 있지 않는 새로운 분야로 뇌 질환 조기진단의 유력한 접근 방법으로 기대됨. ■ 본 연구에서 특발정상압수두증 환자의 다중 뇌영상 분석 결과와 정량 보행 변수 표지자와의 상관관계 분석을 통해서 보행 장애의 기전을 규명하고 나아가 객관적인 보행 분석 데이터로 진단의 정확도를 높일 수 있는 방법을 제안하고 특발정상압수두증 치료 방법인 뇌실복강션트 수술 예후를 예측할 수 있는 인자로써 정량적 보행 데이터를 활용한 후속 연구를 제안함. (출처 : 요약문 3p) |
